Das intelligente Messer des Chirurgen erkennt Krebszellen bei Tumoroperationen

Wenn Chirurgen Tumorgewebe entfernen, versuchen sie, einen "Rand" an gesundem Gewebe zu hinterlassen, um sicherzustellen, dass der gesamte Krebs entfernt wird. Manchmal bedeutet dies, dass der Patient weitere 30 Minuten in Vollnarkose bleiben muss, während Gewebeproben zur Analyse geschickt werden, um zu überprüfen, ob der Rand klar ist. Selbst dann ist es immer noch möglich, dass etwas Krebsgewebe zurückbleibt, und der Patient muss sich einer weiteren Operation unterziehen, um es zu entfernen.

Jetzt, eine neue Technik, die auf einem "intelligenten Messer" basiert, nannte das "iKnife, "verspricht, die Notwendigkeit einer Laboranalyse und der damit verbundenen Verzögerung zu beseitigen, und hilft auch, wiederholte Operationen zu vermeiden.

Das iKnife schnüffelt den "Rauch", der durch die elektrochirurgische Entfernung von Krebsgewebe entsteht, und sagt dem Chirurgen fast sofort, ob das Gewebe, aus dem es stammt, gesund oder krebsartig ist.

Diese erste Studie erscheint diese Woche online in Wissenschaft Translationale Medizin, in dem das iKnife im Operationssaal getestet wird.

In Gewebeproben von 91 Patienten erreichten Forscher des Imperial College London mit dem iKnife eine 100% ige Genauigkeit bei der Diagnose, ob die Proben kanzerogen waren oder nicht.

Studienautor Dr. Zoltan Takats ist der Erfinder des iKnife. Auf die Frage, ob sein neues chirurgisches Instrument nur bei bestimmten Krebsarten eingesetzt werden könne, sagte er Medizinische Nachrichten heute:

"Es ist ein allgemein anwendbares Werkzeug, wir glauben, dass es für viele verschiedene Arten von Krebsoperationen nützlich sein wird."

Zur Frage der Kosteneffektivität sagte Dr. Takats uns:

"Wir glauben, dass es eine Kostenersparnis bedeutet - aufgrund der Eliminierung der intraoperativen Histologie, der kürzeren Interventionszeiten und der geringeren Wiederholungsrate."

iKnife kombiniert die Elektrochirurgie mit neuen Massenspektrometrietechniken

Das iKnife ist eine Kombination aus einer etablierten Technologie namens Elektrochirurgie Das wurde in den 1920er Jahren erfunden und eine neue Technologie, die immer noch auftaucht, genannt Schnelle Verdampfungs-Ionisations-Massenspektrometrie (REIMS).

In der Elektrochirurgie liefert das Messer des Chirurgen einen elektrischen Strom, der das Zielgewebe erwärmt und es durchschneidet, während es einen minimalen Blutverlust verursacht.

Die Hitze des Stroms verdampft das Gewebe, das einen Rauch abgibt, der normalerweise mit einem Extraktor abgesaugt wird.

Die Massenspektrometer-Technologie hinter REIMS identifiziert fast augenblicklich die im menschlichen Gewebe vorhandenen Chemikalien, indem der Rauch analysiert wird, der während der Elektrochirurgie freigesetzt wird.

Zellen produzieren in Abhängigkeit vom Zelltyp Tausende von Metaboliten in verschiedenen Konzentrationen. Sobald die REIMS-Technologie mit den Profilen gesunder und krebsartiger Zellen ausgestattet ist, kann sie diese schnell zum Screening der Rauchprobe verwenden und den Chirurgen informieren, ob es sich um einen Tumor oder gesundes Gewebe handelt.

iKnife setzt auf eine Bibliothek von chemischen Profilen

In der ersten Phase der Studie erstellten die Forscher für das iKnife eine Referenzbibliothek mit chemischen Profilen, die aus gesunden und kanzerösen Gewebetypen bestehen. Sie sammelten Proben von chirurgischen Patienten, wobei sie die Merkmale von Tausenden von Krebsgewebe und nicht-kanzerösen Geweben einschließlich Gehirn-, Lungen-, Brust-, Magen-, Dickdarm- und Lebertumoren zur Kenntnis nahmen.

In der zweiten Phase der Studie übertrug das Team die Technologie in den OP und testete sie an 91 Patienten. In allen Fällen identifizierte das iKnife den Gewebetyp korrekt. Die Ergebnisse wurden mit Labortests an den Proben nach der Operation bestätigt.

Ergebnisse in weniger als 3 Sekunden geliefert

Durch den Vergleich des chemischen Profils des Gewebes mit der Referenzbibliothek kann das iKnife ein Ergebnis in weniger als 3 Sekunden liefern, sagen die Forscher.

Aber für diese Studie durften die Chirurgen, die die Prozeduren durchführten, die fast augenblicklichen Werte des iKnife nicht sehen.

Die Forscher hoffen nun, eine klinische Studie durchführen zu können, die testet, ob Chirurgen den Zugang zu iKnife-Werten während der Operation verbessern können, um die Ergebnisse für die Patienten zu verbessern.

Dr. Takats sagt in einer Erklärung:

"Diese Ergebnisse liefern überzeugende Beweise dafür, dass das iKnife in einer Vielzahl von Krebsoperationen eingesetzt werden kann."

Da die Technologie nahezu sofortige Ergebnisse liefert, ermöglicht sie Chirurgen, Verfahren mit einer Genauigkeit durchzuführen, die zuvor nicht möglich war, fügt er hinzu und bemerkt, dass sie "glauben, dass es das Potenzial hat, Tumorrezidivraten zu reduzieren und mehr zu ermöglichen Patienten überleben. "

Andere Anwendungen: "Ist das Rindfleisch oder Pferdefleisch?"

Obwohl diese neueste Studie das iKnife verwendet, um Krebsgewebe zu testen, gibt es laut Takats keinen Grund, warum es nicht auch dazu verwendet werden könnte, um andere Merkmale zu testen, wie zum Beispiel ob es eine ausreichende Blutversorgung gibt oder um Bakterienarten zu identifizieren Gewebe.

Dr. Takats sagt, er habe bereits das iKnife benutzt, um Pferdefleisch von Rindfleisch zu unterscheiden.

In einem im Jahr 2009 veröffentlichten Artikel brachte er die Idee auf, die Elektrochirurgie mit REIMS aus der Echtzeit-Identifizierung von Tumorgeweben zu kombinieren.

Mittel aus dem Imperial Biomedical Research Center des Nationalen Instituts für Gesundheitsforschung (NIHR), dem Europäischen Forschungsrat und dem Ungarischen Nationalen Amt für Forschung und Technologie trugen zur Finanzierung der Studie bei.

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